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1、第二章 分布式数据库系统体系结构,主要内容,物理结构和逻辑结构 体系结构 模式结构 组件结构 分布式数据库系统分类,2.1 物理结构和逻辑结构,DDBS的物理结构,DDBS的逻辑结构,2.2 DDBS的体系结构,系统的体系结构 按组件、组件功能以及它们的交互作用定义系统 的结构 层次结构 组件结构 模式结构,2.2.1 基于客户端/服务器 的体系结构,其中：AP：应用处理器 DP：数据处理器 CM：通信处理器,应用处理器(AP) 用于完成数据处理的软件，如：处理访问多个场地的请求，查询全局字典中分布信息等。,数据处理器(DP) 负责进行数据管理的软件，类似于一个集中式数据库管理系统（DBMS）
2、。,通信管理器(CM)负责为AP和DP在多个场地之间传送命令和数据。,不同的客户端/服务器结构系统,b. 多客户/单服务器(c/s),不同的客户端/服务器结构系统,c. 多客户/多服务器 (mc/ms),AP,AP,DP,DP,不同的客户端/服务器结构系统,d. 服务器结构,不同的客户端/服务器结构系统,2.2.2基于“中间件”的客户/服务器的体系结构,数据库访问中间件实现了应用程序与本地或异地的同构或异构数据源的数据交换。简单的说，利用数据访问中间件，客户端发出数据查询指令，经过中间件处理，发送到服务器，服务器完成数据查询，再经中间件，将结果送回客户端。,2.2.2基于“中间件”的客户/服务
3、器的体系结构,负载平衡监测:负责监控数据库服务器的状态及性能，调度依据 数据处理:负责处理从数据库返回的数据，按一定的方式将数据传送给AP。 数据库管理器:负责接收客户请求队列中的客户请求，调用相应的驱动程序管理器，完成相应的数据库查询任务。 驱动程序管理器:负责调度相应的数据库驱动程序，实现与相应的数据库的连接。,用户接口,语义数据控制器,分布式查询处理器,分布式事务管理器,局部查询处理器,局部事务管理器,存储管理器,外模式,全局概念模式,全局字典,局部概念模式,系统日志,局部内模式,数据库,用户,用户请求,系统响应,应用处理器,数据处理器,局部调度管理器,锁管理器,局部恢复管理器,局部字典
4、,2.3 DDBS的组件结构,用户接口：检查用户身份，接受用户命令，如：SQL命令。 语义数据控制器： 视图管理、安全控制、语义完整性控制（全局概念模式）。这些约束定义在字典中。 全局查询处理器:将用户命令翻译成数据库命令；生成全局查询的分布执行计划；收集局部执行结果并返回给用户。 分布式事务管理器:调度协调和监视AP和DP之间的分布执行；保证复制数据的一致性；保证全局事务的原子性。,2.3 DDBS的组件结构,应用处理器（AP）,局部查询处理：实现全局命令到局部命令的转换；访问路径选择器，选择最好的路径执行。 局部事务管理器：以局部子事务为单位调度执行，保证子事务执行的正确性。 局部调度管理
5、器：负责局部场地上的并发控制，按可串行化调度和执行数据操作。 局部恢复管理器： 维护本地数据库一致性的故障恢复。 存储管理器：按调度命令访问数据库；控制数据库缓存管理器；返回局部执行结果；保证子事务执行的正确性。,2.3 DDBS的组件结构,数据处理器（DP）,2.4 DDBS的模式结构,15,映象5,映象1,映象2,映象3,映象4,全局外层,全局概念层,局部概念层,局部内层,全局外模式（GES）:全局外模式即全局用户视图，是分布式数据库的全局用户对分布式数据库的最高层抽象。 全局概念模式（GCS）: 全局概念模式即全局概念视图，是分布式 数据库的整体抽象，包含了全部数据特性和逻辑结构。全局概
6、念模式再经过分片模式和分配模式映射到局部概念模式。,2.4 DDBS的模式结构,分片模式是描述全局数据的逻辑划分视图。即全局数据逻辑结构根据某种条件的划分，将全局数据逻辑结构划分为局部数据逻辑结构。每一个逻辑划分成一个分片。在关系数据库中，一个关系中的一个子关系称该关系的一个片段。 分配模式是描述局部数据逻辑的局部物理结构，即划分后的分片的物理分配视图。,局部概念视图（LCS）：局部概念模式为局部概念视图，是全局概念模式的子集。局部概念模式用于描述局部场地上的局部数据逻辑结构。当全局数据模型与局部数据模型不同时，还涉及数据模型转换等内容。 局部内模式（LIS）：定义局部物理视图，是对物理数据库
7、的描述，类似集中数据库的内层。,分布式数据库系统：是自上而下（top-down）地设计数据库，可灵活地进行分片和分配设计。但分布式数据库系统具有数据库组件数量的限制，通常不多于数十个数据库组件。 多数据库集成系统：数据和数据库已存在，是遵循自下而上（bottom-up）地集成各局部场地上的数据。数据集成系统通过约束数据管理能力（只支持读），可将数据库组件数量扩展到数百个。,2.5 多数据(库)集成系统,2.5.1 数据集成,MDBS 是在己经存在的数据库系统 (称为局部数据库系统:LDBs) 之上为用户提供一个统一的存取数据的环境。,2.5.2 多数据库系统,DDBS 和 MDBS的区别 数据
8、模式是否预先定义 DBMS是否同构 查询优化策略是否自动生成 是否一定存在局部用户,2.5.2 多数据库系统,1 .多数据库系统的模式结构,具有全局概念模式的模型,多数据库系统全局概念模式的组成！,没有全局概念模式的模型,1 .多数据库系统的模式结构,多数据库系统可以没有全局概念模式！,2 .多数据库管理系统的软件结构,用户接口,语义数据控制器,分布式查询处理器,分布式事务管理器,局部查询处理器,局部事务管理器,存储管理器,外模式,全局概念模式,全局字典,局部概念模式,系统日志,局部内模式,数据库,用户,用户请求,系统响应,应用处理器,数据处理器,局部调度管理器,锁管理器,局部恢复管理器,局部
9、字典,DDBS的组件结构,2.6 对等型数据库系统,点对点技术（P2P）,点对点技术（peer-to-peer， 简称P2P）又称对等互联网络技术，是一种网络新技术，依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。,2.6 对等型数据库系统,可直接访问数据源中的数据资源，即时得到最新鲜的数据，不同于数据仓库； 采用自组织原则，具有健壮性； 每个点可随时加入和退出，系统具有分散性、可扩展性； 以Web上的资源为Peer点，系统部署简单，不需要复杂的框架部署实现。,2.6.3 P2PDBS与DDBS的区别,2.7 分布式数据库系统分类,按局部数据库管理系统的数据模型分类
10、同构型(Homogeneous)DDBS 各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型 (如：关系型); 同构同质型:数据模型是同一类型，而且是同一种DBMS; 同构异质型:数据模型是同一类型，但不是同一种DBMS(如:SyBase, Oracle等); 异构型(Heterogeneous)DDBS,2.7 分布式数据库系统分类,分布式数据库系统的分类很多。为全面、系统地对分布式数据库系统进行分类，采用分布式数据库的三个特性（分布性、异构性、自治性）组成的三维空间图来描述分布式数据库的类型。 三个基本特性 分布性是指系统的各组成单元是否位于同一场地上。 分布式数据库系统是物理上分散、逻辑上统一的系
11、统，即具有分布性。而集中式数据库系统集中在一个场地上，所以不具有分布性。,异构性是指系统的各组成单元是否相同，不同为异构，相同为同构。异构主要: 数据异构性：指数据在格式上、语法和语义上存在不同。 数据系统异构性：指各个场地上的局部数据库系统是否相同。如：均采用ORACLE数据库系统的同构数据系统。或某些场地采用SYBASE数据库系统，某些场地采用INFORMIX系统的异构数据库系统。 平台异构性：指计算机系统是否相同。如：均为微机系统组成的平台同构系统或由VAX或ALPHA系统等异构平台组成的系统。,2.7 分布式数据库系统分类,自治性是指每个场地的独立自主能力。自治性通常由设计自治性、通讯自治性和执行自治性三方面来描述。,2.7 分布式数据库系统分类,第2章 结束,
